發(fā)布時間：2024-06-12 01:50

　　固有微孔高分子(PIMs)具備有機材料易于加工的特性和分子篩材料的微孔特征,是大規(guī)模CO₂捕集過程極具潛力的膜材料之一。然而,受限于較低的分離選擇性,PIMs膜難以實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應用。本論文以固有微孔高分子為研究對象,以簡便溫和的浸涂法和物理共混法為技術手段,圍繞如何提高固有微孔高分子膜選擇性這一關鍵問題,從經(jīng)典的溶解-擴散機制出發(fā),提出通過調(diào)控膜表面結構或主體結構實現(xiàn)溶解選擇性或擴散選擇性強化的策略,實現(xiàn)了固有微孔高分子膜選擇性的大幅提升和CO₂/CH₄的高效分離,為高性能碳補集膜的規(guī)模化制備奠定基礎。主要研究內(nèi)容如下:膜表面結構調(diào)控及溶解選擇性強化:受多酚化學啟發(fā),采用浸涂法在PIM-1膜表面構建單寧酸分子層,對膜表面結構進行調(diào)控。單寧酸在各種基體表面具優(yōu)異的粘附性,易于在PIM-1膜表面形成穩(wěn)定的涂層;單寧酸分子中豐富的極性含氧官能團賦予膜表面優(yōu)異的CO₂親和特性,可促進目標氣體分子CO₂在膜表面的溶解,從而實現(xiàn)溶解選擇性強化。實驗證明,在2 mg/ml單寧酸溶液中浸泡4...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 文獻綜述
    1.1 研究背景
        1.1.1 碳捕集的意義
        1.1.2 碳捕集技術概述
    1.2 CO₂分離膜的分離機制
        1.2.1 溶解擴散機制
        1.2.2 尺寸篩分機制
        1.2.3 促進傳遞機制
    1.3 CO₂分離膜材料
        1.3.1 有機高分子膜
        1.3.2 無機膜
        1.3.3 混合基質(zhì)膜
    1.4 固有孔高分子膜研究進展
        1.4.1 膜表面結構調(diào)控
        1.4.2 膜主體結構調(diào)控
    1.5 論文選題與研究思路
第2章 實驗部分
    2.1 實驗原料和設備
        2.1.1 主要實驗試劑
        2.1.2 主要實驗設備
    2.2 實驗方法
        2.2.1 膜及納米填充劑表征手段
        2.2.2 膜分離性能評價實驗
    2.3 本章小結
第3章 PIM-1 膜表面結構調(diào)控及溶解選擇性強化
    3.1 引言
    3.2 高分子合成及膜的制備
        3.2.1 固有孔高分子的合成
        3.2.2 復合膜的制備
    3.3 結果與討論
        3.3.1 復合膜的表征
        3.3.2 膜氣體分離性能
    3.4 本章小結
第4章 PIM-1 膜主體結構調(diào)控及擴散選擇性強化
    4.1 引言
    4.2 ZIF-7/NH₂-ZIF-7 納米填充劑及膜的制備
        4.2.1 ZIF-7/NH₂-ZIF-7 納米顆粒的合成
        4.2.2 混合基質(zhì)膜的制備
    4.3 結果與討論
        4.3.1 ZIF-7/NH₂-ZIF-7 納米填充劑表征
        4.3.2 混合基質(zhì)膜的表征
        4.3.3 膜氣體分離性能
    4.4 改進的Maxwell模型
    4.5 本章小結
第5章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 主要創(chuàng)新點
    5.3 研究工作展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝



本文編號：3993040